高考生物總復習 專題四 生物技術的安全性和倫理問題課件 新人教版選修3.ppt

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專題4 生物技術的安全性和倫理問題,【知識梳理】 一、轉基因生物的安全性 1.轉基因成果： (1)轉基因微生物方面。 ①制造出___________，如清除石油污染的___________等。 ②使用________的微生物生產(chǎn)稀缺的生化藥物，即_________。,重組微生物,假單胞桿菌,DNA重組,基因制藥,(2)轉基因動物方面。 ①培育出生長迅速、_____________的轉基因家畜、家禽，如轉基 因牛、豬、雞、鯉魚、鯽魚等。 ②把轉基因動物(如奶牛)變成___________，讓它們的奶中富含某 種營養(yǎng)物質、_________或人類所需要的_______。 (3)轉基因植物方面。 ①成果：培育出了大批具有_____、_____、抗除草劑、_____等全 新性狀的農(nóng)作物。 ②推廣國家及品種：轉基因農(nóng)作物種植面積較大的國家有美國、阿 根廷、巴西、加拿大、印度和_____，以轉基因___________最多， 其次是轉基因棉花和油菜。,營養(yǎng)品質優(yōu)良,生物反應器,珍貴藥物,蛋白質,抗蟲,抗病,抗逆,中國,大豆和玉米,2.對安全性問題的爭論： (1)轉基因生物與食物安全。 ①反對“___________”。 ②擔心出現(xiàn)_________。 ③擔心出現(xiàn)新的_______。 ④擔心_________改變。 ⑤侵犯宗教信仰者或素食者的權益。,實質性等同,滯后效應,過敏原,營養(yǎng)成分,(2)轉基因生物與生物安全。 ①可能擴散到新的生態(tài)區(qū)域，破壞_________。 ②成為“入侵的外來物種”，威脅_______________。 ③導入轉基因生物的外源基因有可能與感染轉基因生物的某些細菌 或病毒雜交，重組出有害的_______。 ④可能通過花粉傳播進入雜草，形成“_________”。 (3)轉基因生物與環(huán)境安全：轉基因生物可能會對_________的穩(wěn) 定性和_____________造成破壞。,生態(tài)平衡,其他生物的生存,病原體,超級雜草,生態(tài)系統(tǒng),人類生活環(huán)境,3.理性看待生物技術： (1)正視轉基因技術可能帶來的安全性問題，要_________，不能因噎廢食。 (2)制定___________，最大程度保證轉基因技術和產(chǎn)品的安全性。,趨利避害,政策和法規(guī),二、關注生物技術的倫理問題,生殖性,治療性,不成熟,染色體,胚胎,骨髓造血干細胞,基因檢測,基因歧視,倫理道德,三、禁止生物武器 生物武器的種類(連線)：,,,,【速記卡片】 1.轉基因生物存在安全性問題的三個原因： (1)目前對基因的結構、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等了解有限。 (2)目的基因往往是異種生物的基因。 (3)外源基因插入宿主基因組的部位是隨機的。,2.轉基因生物在食物安全方面可能存在的四個問題： (1)出現(xiàn)滯后效應。 (2)出現(xiàn)新的過敏原。 (3)營養(yǎng)成分可能改變。 (4)把動物蛋白基因轉入農(nóng)作物會侵犯素食者的權益。 3.克隆技術的兩個應用： (1)治療性克隆是指利用克隆技術產(chǎn)生特定的細胞和組織用于治療疾病。 (2)生殖性克隆是指將克隆技術用于生育，即用于產(chǎn)生人類個體。,考點一 轉基因生物的安全性問題 1.轉基因生物的優(yōu)缺點：,2.對待轉基因生物的正確態(tài)度： (1)對轉基因生物出現(xiàn)激烈的倫理方面的爭論是正常的，關鍵是社會應有正確的輿論導向，從而促進科學技術的發(fā)展。 (2)國家對轉基因技術要制定符合本國利益的政策和法規(guī)。 (3)在轉基因生物或其產(chǎn)品研究過程中，科學家要自覺遵守科學研究道德。,3.轉基因生物與食物安全的兩種觀點：,4.轉基因生物與生物安全的兩種觀點：,5.轉基因生物與環(huán)境安全的兩種觀點：,【高考警示】安全性常見誤區(qū) (1)引入外來物種≠增加生物多樣性：如果引進的生物會破壞環(huán)境或者對當?shù)厣镌斐缮嬗绊懀赡軙斐缮锒鄻有缘匿J減。 (2)轉基因生物具有危害≠阻止技術的發(fā)展：應用正確態(tài)度對待轉基因技術，不能因為可能的危害而阻止技術的發(fā)展。,【考題回訪】 (2015·南寧模擬)害蟲損傷番茄的葉片后，組成葉片細胞的細胞壁能釋放出一種類激素物質，這種物質可以擴散到番茄的其他部位，誘導細胞內(nèi)蛋白酶抑制劑基因表達，合成蛋白酶抑制劑，導致害蟲不能消化食物而死亡。 科學家利用轉基因技術把番茄的蛋白酶抑制劑基因轉移到玉米中，使玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，有效抵御了玉米螟對玉米的危害。,請結合上面的材料回答： (1)轉移了番茄蛋白酶抑制劑基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制劑的 具體部位是 ，合成的化合物還需要在 中 加工才具有生物活性。 (2)這種抗玉米螟玉米品種的培育技術屬于 技術，這種變異在生物學上稱為 。 (3)在種植了這種轉基因玉米的農(nóng)田中的雜草是否也會出現(xiàn)抗玉米螟性狀？原因是什么？______________________________________ _______________________________________________________。,(4)抗玉米螟玉米具有顯著的生態(tài)效應。你認為種植該玉米的農(nóng)田是否還需要進行防蟲管理？理由是什么？_______________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________。 (5)有人對食用該玉米的安全性表示擔憂，你認為這種擔憂有無道理？請簡要說明理由。____________________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________。,【解題指南】本題以轉基因玉米為例，主要考查轉基因技術的安全性問題。解題思路如下：從生物安全、食物安全、環(huán)境安全三方面分別討論利與弊，結合問題，規(guī)范作答。第(3)(5)題屬于開放性問題，答題時應認真讀取題干信息，并對信息進行加工，整合出題目考查意圖。問題的答案具有不確定性，關鍵是敘述清楚支持自己觀點的理論或事實證據(jù)。,【解析】(1)番茄蛋白酶抑制劑的本質為蛋白質，其合成部位為核糖體，但還需要在內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體中加工才具有生物活性。(2)由材料可獲得信息，抗玉米螟玉米品種的培育運用的是轉基因技術，這種技術的原理是基因重組。(3)(5)題屬于開放性問題，答案不唯一，只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害蟲，故種植抗玉米螟玉米的農(nóng)田仍需要進行防蟲管理。,答案：(1)核糖體 內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體 (2)轉基因 基因重組 (3)(答案不唯一)不會。不同物種之間存在生殖隔離，玉米的花粉不能傳遞給雜草(或會。蛋白酶抑制劑基因通過玉米的花粉傳遞給雜草，使雜草獲得抗蟲基因，從而表現(xiàn)出抗蟲性狀) (4)需要。轉基因玉米能夠抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害蟲 (5)(答案不唯一)有道理。這種玉米的子?？赡芎械鞍酌敢种苿耸秤煤罂赡芤种迫梭w蛋白酶的活性，影響人體健康(或沒有道理。人蛋白酶與玉米螟蛋白酶結構不同，玉米中的蛋白酶抑制劑對人體蛋白酶無影響),【加固訓練】 1.(2015·洛陽模擬)閱讀以下材料，回答問題： 自第一例轉基因魚在我國誕生以來，轉基因魚的研究取得長足進步，如轉入生長激素(GH)基因的魚生長速度快，餌料轉化率高。但魚類易于逃逸、擴散，因此轉基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，需研究轉基因魚對生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴散問題。目前，我國科學家只是將三倍體的轉基因魚投入自然系統(tǒng)。,(1)轉基因魚成功培育的物質基礎是 。 (2)已知人的GH是一個含有191個氨基酸的蛋白質，若將人的GH基因轉移到魚體內(nèi)，則轉基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是 。 (3)轉基因魚通過較高的能量轉化效率取得較高的特定生長率，以至 生長快于非轉基因魚，蛋白質轉換效率也顯著高于非轉基因魚。其 可能的原因是______________________________________________ _________________________________________________________。,(4)魚類易于逃逸、擴散，因此轉基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題，試分析引起生態(tài)安全性問題的原因。_____________ _________________________________________________________ ________________________________________________________。 (5)多倍體魚類對控制過度繁殖是有效的，試從保障生態(tài)安全性問題分析只投放三倍體魚的原因。 _________________________________________________________ ________________________________________________________。,【解題指南】解答本題需明確： (1)GH的作用：GH能夠促進魚類生長。 (2)三倍體魚的特點：高度不育，基因不會擴散到其他物種。,【解析】(1)魚類的遺傳物質都是DNA，是轉基因魚成功的物質基礎。(2)控制含有191個氨基酸的蛋白質合成的基因中，含有的脫氧核苷酸數(shù)至少為191×6=1 146。(3)轉基因魚轉入了生長激素(GH)基因，合成大量的生長激素，使蛋白質的轉換效率提高，結果魚的生長速度加快。(4)魚類易于逃逸、擴散，與同種野生魚雜交，容易引起生態(tài)危機。(5)三倍體魚由于減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂而不能產(chǎn)生正常的生殖細胞，表現(xiàn)為高度不育，這樣就保障了生態(tài)安全。,答案：(1)遺傳物質都是DNA (2)1 146 (3)合成了大量生長激素，生長激素能促進蛋白質合成 (4)轉基因魚與同種野生魚雜交，使野生魚帶有轉基因，具有生長優(yōu)勢，使其捕食對象大量減少，與其他物種競爭，引起生態(tài)危機 (5)三倍體魚不能繁殖，可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范圍，避免發(fā)生雜交、競爭而引起生態(tài)危機,【延伸探究】 (1)題中所涉及的安全性屬于轉基因生物安全性的哪一個方面？ 提示：環(huán)境安全。 (2)將GH基因導入魚的適宜方法是什么？ 提示：顯微注射法。,2.如今，從土豆、草莓到西紅柿，各種各樣的轉基因產(chǎn)品已經(jīng)潛入尋常百姓家，有資料顯示，我國餐桌上有50%以上的大豆色拉油屬于轉基因食品。然而近年來，有關轉基因食品是否影響健康的爭論不絕于耳。例如，美國康奈爾大學Losey等人將轉Bt基因(蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脈金斑蝶4天后死亡率達44%，而對照組無一死亡，研究者認為該轉基因玉米對生物有毒。,(1)據(jù)報道，轉基因作物大面積種植已有多年，食用轉基因食品的人 群至少已有10億之多，至今沒有轉基因食品不安全的任何實例。轉 基因食品是安全的，試分析原因：___________________________ _______________________________________________________。 (2)自1983年轉基因農(nóng)作物在美國問世以來，用生物技術改造農(nóng)產(chǎn)品的研究與應用進展飛快。試問：轉基因產(chǎn)品到底有什么優(yōu)勢？ _______________________________________________________。 (3)有人認為轉基因生物會造成基因污染，危害生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。你是怎樣理解的？_______________________________________ _______________________________________________________。,【解題指南】解答本題需要明確以下三點： (1)基因表達產(chǎn)物在進入人體之前需要進行水解。 (2)基因工程的優(yōu)點在于對生物的定向改造。 (3)轉基因生物的安全性存在于哪些方面。,【解析】(1)轉基因食品絕大多數(shù)是安全的，人們從食物中獲得的是可以吸收的小分子物質，這些物質在不同生物體內(nèi)多數(shù)是相同的，對人類無害；轉基因食品只是增加了少量對人類無害的基因，產(chǎn)生了特定蛋白質，不會從根本上改變生物的性質。 (2)轉基因生物可以按照人們的意愿定向地改造其遺傳特性，所以對人們來說，有很大的好處。 (3)由于轉基因技術還不是很成熟，需要特別控制其副作用。,答案：(1)轉基因食品被煮熟之后，細胞就被破壞了，進入人腸胃系統(tǒng)后，基因被消化成小分子物質而失去遺傳作用；轉基因食品僅是農(nóng)作物品種中加入一兩個對人類無害的已知性狀的基因等 (2)可縮短育種時間；可定向改造生物的性狀；可提高糧食產(chǎn)量，解決糧食問題 (3)轉基因生物中所含的外源基因可能會通過雜交在環(huán)境中傳遞，可能會由此產(chǎn)生超級雜草、超級害蟲以及其他超級生物等，使得生物多樣性受到破壞等,考點二 關注生物技術中的倫理問題 1.克隆人： (1)克隆人的培育過程：,(2)試管嬰兒與克隆人的比較：,2.比較設計試管嬰兒技術與試管嬰兒技術：,【高考警示】(1)設計試管嬰兒和基因檢測在應用方面并非完全不同：兩者都可用于避免遺傳病患兒的出生，從而降低人類遺傳病發(fā)病率。 (2)試管嬰兒和克隆人的形成過程并不相同：前者進行減數(shù)分裂和受精作用，而后者只進行有絲分裂。,【考題回訪】 (2015·信陽模擬)“試管嬰兒”技術是將不孕夫婦的精子和卵細胞取出，在體外完成受精，并在體外培養(yǎng)，使其發(fā)育到如圖所示的時期，再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機會，也為人類的優(yōu)生開辟了新的途徑。據(jù)此回答：,(1)“試管嬰兒”技術在生物學上所依據(jù)的原理是( ) A.有性生殖 B.組織培養(yǎng) C.克隆技術 D.基因工程 (2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、 組織，進而形成器官和系統(tǒng)。從細胞水平看，卵裂的分裂方式 是 。,(3)圖示時期是胚胎發(fā)育的 期。 (4)在該圖下一時期，b細胞最可能成為 胚層的一部分。 (5)要得到“同卵雙胞胎”，采用的技術是________。 雙胞胎的性別是否相同？ 。 (6)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計嬰兒性別，其原因是什么？ ________________________________________________________。,【解題指南】解答本題應關注以下兩個方面： (1)明確內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層的發(fā)育方向。 (2)“試管嬰兒”技術和“設計試管嬰兒”技術的區(qū)別。,【解析】(1)試管嬰兒技術實際是體外受精，即經(jīng)過精卵結合，所以是有性生殖。 (2)卵裂是指在透明帶中進行的早期胚胎發(fā)育，細胞數(shù)目不斷增多，此時的細胞分裂方式為有絲分裂。 (3)圖示時期的特點是含有一個腔，即囊胚腔，所以稱為囊胚期。 (4)圖示胚胎發(fā)育過程中，b細胞從囊胚表面運動到內(nèi)部，形成一層內(nèi)層細胞，最終形成內(nèi)胚層。,(5)將一個受精卵發(fā)育形成的早期胚胎一分為二，再移植到母體子宮發(fā)育，可形成兩個嬰兒，即同卵雙胞胎，性別相同。 (6)濫用設計試管嬰兒技術設計嬰兒性別會引起性別比例失調(diào)，且違反了倫理道德。 答案：(1)A (2)有絲分裂 (3)囊胚 (4)內(nèi) (5)胚胎分割移植 相同 (6)破壞了人類正常的性別比例，違反了倫理道德,【延伸探究】 (1)題干所述的卵細胞應該是哪種細胞？ 提示：次級卵母細胞。 (2)治療性克隆與克隆人在操作技術上的區(qū)別是什么？ 提示：克隆人形成過程是將早期胚胎培育成個體，而治療性克隆是將早期胚胎定向分化成特定的組織、器官。,【方法技巧】治療性克隆和生殖性克隆的判斷技巧 (1)從目的判斷。 ①治療性克隆是為了治療人類疾病； ②生殖性克隆是用于生育和產(chǎn)生新個體。 (2)從所用手段判斷。 ①治療性克隆所用手段有核移植、早期胚胎培養(yǎng)、從胚胎中獲取胚胎干細胞進行體內(nèi)或體外誘導分化； ②生殖性克隆所用手段有核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。,【加固訓練】 1.(2015·吉林模擬)轉基因食品的安全性目前已成為人們爭論的焦點之一，但這樣并不能阻止轉基因技術應用于生產(chǎn)實踐的種種嘗試，轉基因小牛的誕生就是其中的一例。人的血清白蛋白在臨床上需求量很大，通常從人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增，使人們對血液制品顧慮重重。如果應用基因工程和克隆技術，將人們的血清白蛋白基因導入乳牛細胞中，那么利用牛的乳汁生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能。大致過程如下：,將人的血清白蛋白基因導入雌奶牛胚胎細胞，形成重組細胞①；取出重組細胞①的細胞核，注入去核牛卵細胞中形成重組細胞②；電脈沖刺激重組細胞②，促使其形成早期胚胎；將胚胎移植到母牛的子宮中，最終發(fā)育成轉基因小牛。,請分析回答： (1)重組細胞①是通過 工程中的轉基因技術，實現(xiàn)了 奶牛胚胎細胞中的DNA與_______________________重組。在轉基因技術中，將目的基因整合到質粒上時需要的工具酶是 。 (2)重組細胞②是通過 工程中的 技術，使 重組細胞①的細胞核與去核牛卵細胞的 融合。在細胞的 融合過程中，可以采用物理的電刺激、化學的聚乙二醇誘導和生物 的 作為誘導劑。,(3)實驗過程中，重組細胞①的細胞核需要植入“去核牛卵細胞”中，原因主要是(有兩個正確答案)( ) A.卵細胞的細胞個體較大，易于操作 B.卵細胞的細胞核染色體數(shù)目比較少，容易取出 C.利用卵細胞質誘導和激發(fā)重組細胞②的“全能性” D.只有生殖細胞，才能在母牛子宮中形成胚胎,【解題指南】(1)將人的血清白蛋白基因導入雌性奶牛胚胎細胞，形成重組細胞①，該過程采用了基因工程中的轉基因技術，其原理是基因重組；(2)取出重組細胞①的細胞核，注入去核牛卵細胞中，形成重組細胞②，該過程采用了細胞工程中的核移植技術，其原理是動物細胞的細胞核具有全能性；(3)要形成轉基因克隆奶牛還需要采用早期胚胎培養(yǎng)技術和胚胎移植技術。,【解析】(1)重組細胞①是通過基因工程中的轉基因技術，實現(xiàn)了奶牛胚胎細胞中的DNA與人的血清白蛋白基因重組。將目的基因整合到質粒上時需要DNA連接酶。 (2)重組細胞②是通過細胞工程中的核移植技術，使重組細胞①的細胞核與去核牛卵細胞的細胞質融合。誘導動物細胞融合的方法：物理法(電激、離心、振動)、化學法(聚乙二醇)和生物法(滅活的病毒)。 (3)實驗過程中，重組細胞①的細胞核需要植入“去核牛卵細胞”中，選用去核卵(母)細胞的原因：卵(母)細胞大，容易操作；卵(母)細胞細胞質多，營養(yǎng)豐富；含有促使細胞全能性表達的物質。,答案：(1)基因 人的血清白蛋白基因 DNA連接酶 (2)細胞 核移植 細胞質 滅活的病毒 (3)A、C,2.克隆羊“多利”的問世引起了許多人對“治療性克隆”的關注。下圖所示為人類“治療性克隆”的大致過程，請據(jù)圖回答下列問題。,(1)A過程表示 ，由此產(chǎn)生的重組細胞 ②的主要遺傳物質來自圖中的 。 (2)圖中B過程表示的生物技術名稱是 ； C過程表示定向誘導技術，其誘導的對象是[ ] 。 (3)如果進行生殖性克隆，則不需要進行定向誘導，但必須進行 ，使得胚胎能正常發(fā)育成完整個體，該操作一 般在 期進行。,(4)對于“治療性克隆”仍然存在許多爭論，有一男子患有白血病， 醫(yī)生利用其出生時保留的臍帶血進行治療后康復，你認為這種做法 符合倫理道德嗎？為什么？_________________________________ ________________________________________________________。,【解析】(1)A過程表示細胞核移植技術，得到的重組細胞②的遺傳物質主要來自乙。 (2)B過程是重組細胞經(jīng)過動物細胞培養(yǎng)發(fā)育成胚胎的過程，C過程是將從囊胚內(nèi)細胞團中獲得的胚胎干細胞誘導分化形成不同組織、器官的過程，即治療性克隆過程。 (3)胚胎在囊胚或桑椹胚階段可以通過胚胎移植技術轉移到其他母體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，直至形成完整的個體，這是生殖性克隆。 (4)臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體細胞(或臍帶血是身外之物，屬于廢物利用)，故用臍帶血治療白血病符合倫理道德。,答案：(1)細胞核移植 乙 (2)動物細胞培養(yǎng) [④]內(nèi)細胞團(或胚胎干細胞) (3)胚胎移植 桑椹胚或囊胚 (4)符合。因為臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體細胞(或臍帶血是身外之物，屬于廢物利用，符合倫理道德),【備選考點】生物武器的種類、特點和局限性 1.種類：致病菌、病毒、生化毒劑、經(jīng)過基因重組的致病菌。 2.特點：(1)致病力強、傳染性大；(2)污染面廣、危害時間長； (3)難以防治；(4)具有一定的潛伏期；(5)受自然條件影響大。 3.局限性：(1)易受環(huán)境條件影響；(2)受地形、方向等多條件影響；(3)使用不易控制，使用不當可危害本方安全。,【考題回訪】 (2015·聊城模擬)多年來，每天的食品中含60%～80%的轉基因成 分，對此，許多美國人竟一無所知。 (1)一向挑剔、苛刻的美國人對轉基因食品的這種漠視態(tài)度，反映 了轉基因食品在安全性方面是 的。 (2)科學家對轉基因食品可能帶給人類健康和環(huán)境方面的風險表示關注和擔憂，可能原因是什么？_______________________________ _____________________________________________________。,(3)轉基因食品或轉基因生物武器都要應用DNA重組技術，該技術的基本工具是什么？ 。 (4)中美兩國元首在關于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申在任何情況下 、 、 生物武器。,【解析】(1)美國人對轉基因食品的這種漠視態(tài)度，反映了轉基因食品是相對安全的。 (2)由于轉基因生物存在的潛在風險：如生物入侵、破壞原來的生態(tài)平衡、引起過敏反應、疾病流行等，所以科學家對轉基因食品可能帶給人類健康和環(huán)境方面的風險表示關注和擔憂。 (3)DNA重組技術的基本工具是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體。 (4)中美兩國元首在關于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器。,答案：(1)相對安全 (2)轉基因生物存在的潛在風險：如生物入侵、破壞原來的生態(tài)平衡、引起過敏反應、疾病流行等 (3)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體 (4)不發(fā)展 不生產(chǎn) 不儲存,